CN101498613B - 一种燃料电池膜电极的检漏装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃料电池膜电极的检漏装置，包括底板和盖板，所述的底板上设有与燃料电池膜电极相对应的流场气道，所述的流场气道上设有通气孔，所述的底板的板体上设有与通气孔相连通的气体流道；所述的盖板上设有气体检测孔。所述的燃料电池膜电极的检漏装置具有操作简单、测试准确的优点，并且可以准确判断膜电极漏气的具体位置。

Description

一种燃料电池膜电极的检漏装置

技术领域

本发明涉及一种检测设备，具体涉及一种燃料电池膜电极的检漏装置。

背景技术

随着自然资源的日益缺乏和人们环保意识的提高，当今燃料电池的研制得到了更多的重视和快速发展。燃料电池是一种直接将化学能高效、环境友好的转变为电能的电化学器件，是一种绿色能源，可同时解决节能和环保两大世界难题，因此，日益受到世界各国政府的重视。

膜电极组件

是燃料电池运行过程中将化学能转换为电能的场所，是燃料电池的核心部件，对其性能起到关键作用。一般而言，MEA主要由五部分组成，即阳极扩散层、阳极催化层、质子交换膜、阴极催化层和阴极扩散层。燃料电池工作时，MEA不仅需要有传输反应气和水的通道，还需要有质子和电子的传输通道，其质量的好坏是决定整个燃料电池性能的关键。一张好的膜电极除了可迁移交换反应中产生的质子外，不能让膜电极两侧的燃料氢气和空气互相穿过，以免它们相互混合而发生爆炸。也就是说，膜电极绝对不能漏气，检测膜电极是否漏气是对膜电极进行质量把关的重要一环。因此在燃料电池研发或生产的装配过程中，必须对每一张膜电极都进行是否漏气的质量检测。

由于燃料电池膜电极材料的特殊性，市售的检漏装置都不适用，而相关专利中报道的方法，有的需要在线检测电池电压的变化，不能在装配电池之前及时检测出不合格MEA，操作繁琐，浪费时间；上海神力的真空检漏装置，虽然操作简单，但需要抽真空。此外，那些检漏装置都不能确定膜电极的漏气位置，不利于查找原因，作出相应改进。

因此，需要一种既能快速又能准确的对膜电极进行检漏的装置，且能判断膜电极漏气的具体位置。

发明内容

本发明的目的是提供一种操作简单、测试准确并且判断膜电极漏气具体位置的燃料电池膜电极的检漏装置。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种燃料电池膜电极的检漏装置，包括底板和盖板，所述的底板上设有与燃料电池膜电极相对应的流场气道，所述的流场气道上设有通气孔，所述的底板的板体上设有与通气孔相连通的气体流道；所述的盖板上设有气体检测孔。

所述的盖板上的气体检测孔的四周开有沟槽，所述沟槽的底部设有气体检测孔。

所述的底板和盖板上设有相对应的定位孔。

所述的底板和盖板上设有相对应的密封槽，内设有密封垫圈。

所述的底板和盖板上通过锁母接头扣结。

利用本发明的检漏装置，将待测燃料电池膜电极放入装置中，夹紧密封好，然后将其置于水中，调节进气压力不大于0.1MPa，即可快速检测膜电极是否漏气，并确定漏气位置，根据漏气位置的不同，具体分两种情况：

一是盖板四周沟槽的底部设有气体检测孔有气泡冒出，则说明膜电极从其密封处漏气，这就有可能是在膜电极的热压过程中，硬密封与碳纸或质子交换膜接触边缘剪切力过大，导致膜被刺漏。

二是盖板的气体检测孔有气泡冒出，则说明膜电极中的质子交换膜破损漏气，及时检测出漏气的膜电极，可以在装配电池前去除不合格产品，以免膜电极两侧的燃料氢气和空气相互混合而发生爆炸。

每一张新的膜电极在装配前都必须进行是否漏气的质量检测，无论遇到上述哪一种情况都是不合格产品，不能用于电池的装配。一张合格的膜电极用此发明检漏，盖板上任何位置都无气泡冒出。

此外，用此检漏装置检测运行一段时间后的膜电极，能够判断膜电极的具体渗漏位置，若是质子交换膜漏气，则可快速确定膜的针孔或局部热点位置，有利于分析膜电极性能衰减的原因。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的组装示意图；

图3为本发明底板的结构示意图；

图4为本发明盖板的结构示意图；

其中：1底板；2盖板；3通气孔；4气体流道；5气体检测孔；6流场气道；7沟槽；8活节螺栓；9开口销；10蝶形螺母；11、12定位孔；13锁母接头；14密封槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

参照附图1-4，本发明提供的燃料电池膜电极的检漏装置，包括底板1和盖板2，所述的底板1上设有与燃料电池膜电极相对应的流场气道6，使进气分布均匀；所述的流场气道6上设有通气孔3，所述的底板1的板体上设有与通气孔3相连通的气体流道4；所述的盖板2采用透明的有机玻璃制成，上面刻有数个Φ1.5mm气体检测孔5。所述的盖板2上的气体检测孔5的四周开有沟槽7，所述沟槽7设在靠近底板1的一侧，沟槽7的底部设有气体检测孔5。所述的底板1和盖板2上设有相对应的定位孔11，12。所述的底板1和盖板2上设有相对应的密封槽14，内设有密封垫圈。所述的底板1和盖板2上设有相适配的锁母接头13。

使用时，本发明的装置前端接压力表，调节供气压力。将待检的膜电极置于底板1上，盖上盖板2，使盖板2上的定位孔12与底板1上的定位孔12相对应，然后用活节螺栓8、蝶形螺母10和开口销9将装置拧紧。

为防止有机玻璃制备的盖板2变形而使气体从旁边泄漏，影响检漏效果，添加了锁母接头13，使其向下压紧盖板2。然后将装置的气体流道4与＜0.1MPa的空气相连，置于水中或向盖板2上喷洒水进行检漏。若盖板2的气体检测孔5有气泡冒出，说明膜电极漏气；无气泡，则膜电极质量合格。根据气泡冒出的位置即可判断膜电极的漏气位置。

为了检测膜电极的密封性，本发明还在盖板2上的气体检测孔5的四周开有沟槽7，沟槽7的底部设有气体检测孔。如果检测时在沟槽7底部设有的气体检测孔有气泡冒出，则说明膜电极在热压过程中，硬密封与碳纸或质子交换膜接触边缘剪切力过大，导致膜被刺漏。

Claims (5)

1.一种燃料电池膜电极的检漏装置，包括底板(1)和盖板(2)，其特征在于所述的底板(1)上设有与燃料电池膜电极相对应的流场气道(6)，所述的流场气道(6)上设有通气孔(3)，所述的底板(1)的板体上设有与通气孔(3)相连通的气体流道(4)；所述的盖板(2)上设有气体检测孔(5)。

2.按照权利要求1所述的燃料电池膜电极的检漏装置，其特征在于所述的盖板(2)上的气体检测孔(5)的四周开有沟槽(7)，所述沟槽(7)的底部也设有气体检测孔(5)。

3.按照权利要求1所述的燃料电池膜电极的检漏装置，其特征在于所述的底板(1)和盖板(2)上设有相对应的定位孔(11，12)。

4.按照权利要求1所述的燃料电池膜电极的检漏装置，其特征在于所述的底板(1)和盖板(2)上设有相对应的密封槽(14)，内设有密封垫圈。

5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的燃料电池膜电极的检漏装置，其特征在于所述的底板(1)和盖板(2)通过锁母接头(13)扣结。

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